[发明专利]一种同时合成亲、疏水碳点的方法及其在检测Au3+

说明书

一种同时合成亲、疏水碳点的方法及其在检测Au³⁺和制备白光发光二极管中的应用，属于荧光碳纳米材料领域，用硫酸作为原料，乙醇溶解硫酸，搅拌使其形成均匀的混合溶液；将混合溶液转移到聚四氟乙烯高压反应釜中200℃加热后，再冷却至室温，得到黑色的下层溶液为亲水碳点和红色的上层液体为疏水碳点，本发明提供了简单的同时合成亲水碳点和疏水碳点的方法，同时在原料中加入8 mg亚甲基蓝，制备的亲水碳点在365 nm的紫外光照射下可用于制造白光发光二极管，而且将本发明制备的亲水碳点作为荧光探针可灵敏地、有选择性地检测金离子，对细胞中的金离子可以实现可视化的检测分析。

技术领域

本发明属于荧光碳纳米材料领域，具体涉及一种同时合成亲、疏水碳点的方法及其在检测Au³⁺和制备白光发光二极管中的应用。

背景技术

荧光碳点因其优异的光学性能、良好的光稳定性、较低的细胞毒性等优良特性已经在传感、生物成像、光催化、光伏器件、太阳能电池等领域表现出巨大的应用潜力。

目前合成的碳点大多展现出亲水的性质，而在最近的研究中疏水的碳点由于其在电子器件和药物传输等方面的应用也受到了广泛关注，然而现有技术中不能实现使用较低的成本和简单的步骤同时合成亲水和疏水的碳点。因此，选择低成本的前驱体和合理的技术同时制备亲水和疏水的碳点具有非常重要的意义。

金作为一种贵金属，在催化、生物学和医学等领域都发挥着重要作用，然而，基于金催化剂和金纳米粒子的显著增加，与Au³⁺相关的毒性也显著增加，并被发现具有潜在的生物毒性。Au³⁺可以与多种酶和DNA紧密结合，并可能对肝脏、肾脏和周围神经系统造成损害，但是现有技术中使用碳点对组织和细胞中的金离子进行检测时不能实现可视化的检测分析。

白光发光二极管是新一代的绿色光源，其寿命长，节能环保。半导体量子点由于其可调节的发射、高的量子产量和窄的发射带宽，在白光发光二极管领域引起了越来越多的关注。然而，传统的量子点通常包括有毒的重金属，这些重金属存在一定的毒性，将会对环境和人类造成危害，这将在一定程度上限制它们的发展，开发低成本、低毒性的新材料用于制备白光发光二极管将是非常有意义的。

发明内容

为解决现有技术中不能实现使用较低的成本和简单的步骤同时合成亲水和疏水的碳点、碳点对组织和细胞中的金离子进行检测时不能实现可视化的检测分析且白光发光二极管采用的量子点通常存在一定的毒性，将会对环境和人类造成危害等问题。本发明目的在于提供了简单的同时合成亲水碳点和疏水碳点的方法，同时在原料中加入8 mg亚甲基蓝，制备的亲水碳点在365 nm的紫外光照射下可用于制造白光发光二极管，而且将本发明制备的亲水碳点作为荧光探针可灵敏地、有选择性地检测金离子，对细胞中的金离子可以实现可视化的检测分析。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：一种同时合成亲、疏水的碳点的方法，包括以下步骤：

（1）用乙醇溶解0.1 mL浓硫酸（标准浓度），搅拌1～2 min，使其形成均匀的混合溶液；

（2）将步骤（1）中所述混合溶液转移到聚四氟乙烯高压反应釜中200℃加热6 h后，再冷却至室温，得到黑色的下层溶液为亲水碳点和红色的上层液体为疏水碳点。

优选地，将步骤（2）中上层溶液和下层溶液分别用0.22μM的滤膜过滤，得到纯的亲、疏水碳点。

优选地，步骤（1）中乙醇溶液为10 mL，步骤（2）中聚四氟乙烯高压反应釜为25 mL。

优选地，步骤（1）中加入亚甲基蓝，用乙醇溶解亚甲基蓝和硫酸，搅拌使其形成均匀的混合溶液。

优选地，步骤（1）中亚甲基蓝为8 mg。